多孔位塑胶产品的注塑模设计

　　摘要：本文以PRO/MOLDESIGN 软件包为工具，通过对多孔位塑胶产品的结构和工艺性分析,比较详细地论述了具有多孔位特点的塑胶产品的注塑模设计的考虑因素，并阐述了在PRO/MOLDESIGN上快速生成模具型芯、型腔的方法.

　　在塑胶产品的结构设计中，为了实现一定的功能和满足装配的要求，其结构上可能存在多开口和多孔位的情况，而这同时在一定程度上可能使得塑胶产品的抽芯机构增多，碰穿(即侧面接触)和插穿(即上下模面接触)的情况增多，所有这些因素最终导致模具分型面的复杂以及加工精度提高的要求，从而使注塑模的成本费用增加，因此在设计塑胶产品的过程中要充分地考虑到尽量使模具的结构简单。图1所示为某公司杯形塑胶产品的外形图。

图1杯形塑胶产品的外形图

　　1 塑件结构与工艺分析

　　图1中的杯形塑胶产品厚度为2mm，要求塑件表面美观，光洁，无明显熔接痕迹，该塑件材料为高密聚苯乙烯，收缩率0.7%。

　　塑胶产品的设计在满足相应的功能和美观的情况下，一般尽量避免在侧面开封闭孔使得抽芯机构减少，一定要在侧面开孔也应该尽量使孔外形为开放孔以省略抽芯机构从而使模具结构简单化，或者使将孔位开在有一定的倾斜角度的面上以便用插穿的方法取代抽芯结构，但碰穿要求上下模的加工具有较高的精度以保证不会产生飞边，如图1B所示

　　对于碰穿来说，是最简单合理的孔位成形方式，但如果孔位的深度较大而截面尺寸较小则成形孔位的型芯容易磨损或折断，因此孔位的成形尽量采用镶件的形式，反之，则将孔位型芯直接做在模具型芯上，即所谓原生瘤的形式，如图1中A所示。

　　从图1中还可以看到，由于产品是对称的，其浇口的位置设置在产品的中心是妥当的，但由于中心存在圆形的大尺寸孔位，因此可以将浇口从中心引入后再从两侧进胶，如图中位置1和2所示。顶出系统中顶杆以圆周方式布置在上下圆环平面处，中间顶出位置同样周向布置在圆环曲面的平面阶梯上，见图1中3处，并在成形小孔位的同时实现顶出。

　　2 模具的分型和型芯及型腔的生成

图2型芯结构

　　模具的型腔如图5，浇注口设在中间的突出位置，从中心向左右两侧进胶。

　　对于型腔内的a处的大环形表面可以直接在型腔上加工，而对于其上b处的沟槽，由于存在死角，以及型腔的深度较深，必须采用电火花进行加工。

图3型腔结构

　　图4是采用Pro/E wildfire的Mold Design模块自动分型后的爆炸图。

图4塑件分型后的爆炸图

　　3 模具的结构和工作过程

　　考虑到塑件的体积较大，采用单件注塑。 且由于产品的圆形对称性，采用从突出处中心分两处的中心浇口的单分型面模具结构，其浇注系统的加工也很方便，但要注意到避免将冷却水管直接布置在熔接痕出现的位置的正上方。其结构简图如图5所示。

　　其工作过程为：

　　合模后上下模配合形成碰穿和插穿孔位，并开始从塑件的中心向两侧进胶，充注完后开模，拉杆使塑件和浇注系统保留在定模，开模后，顶杆兼孔位成形型芯推出塑件。上模的冷却管道布置距离顶部较近，距离底部较远以保证冷却效果，下模则采用喷流式循环冷却水道。

图5注射模具结构简图

1 主流道衬套 2 上模板 3 上模垫板 4 模套 5 型腔 6 型芯固定板 7 下模垫板

 8 垫块 9 定模板 10 推板11推杆固定板12 拉杆 13 顶杆 14下模型芯 15冷却水道

　　多孔位塑胶产品在一定程度上可能使得塑胶产品的抽芯机构增多，碰穿和插穿的情况增多，从而使注塑模的成本费用增加，因此在设计塑胶产品的过程中必须充分考虑到怎样使模具的结构尽量简单以降低成本，增强产品的竞争力，本文着重从产品的分型和模具的结构上对多孔位的情况进行了比较详细的论述。

　　参考文献：

　　[1]屈华昌等.塑料模设计[M].北京：机械工业出版社，1992.

　　[2] 王旭.最新塑料成型工艺与模具[M].北京：上海科学技术出版社，1996.

　　[3]宋玉恒.塑料注射模具设计实用手册。北京：航空工业出版社，1994.

　　[4]许鹤峰，陈言秋.注塑模具设计要点与图例[M]，北京：化学工业出版社，1999.